Не числом, а умением. А.В. Суворов.
Немало работ, научных и не очень, было написано о трех законах Ньютона, лежащих в основе классической механики. Одна из причин такого многообразия – со времени публикации (1687 год) прошла не одна сотня лет. В данном небольшом повествовании мы рассмотрим, в частности, третий закон и некоторые выводы, которые напрашиваются, если к нему присмотреться.
Третий закон Ньютона в виде формулы выглядит следующим образом:
F = -F
В современной формулировке закон описывается так: «Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению». По-другому он формулировался так: «Действию всегда есть равное и противоположное противодействие.» (Ньютон) В своеобразном понимании пишут «сила действия равна силе противодействия» и «с какой силой Вы действуете на предмет – с той же и он на Вас». (Отдаленный намек на «новые» квантовые теории: наблюдение влияет на наблюдателя.)
И вот здесь уже возникает вопрос: а действительно, имеется ли равенство (!) между этими силами?
То, что силы направлены противоположно,- уже довольно-таки размытое определение. «Допустим», для материальных точек, когда не учитываются размеры и форма тел. Как только в расчетах оказываются реальные цифры – направления действия сил уже неочевидны, могут проходить по касательным, под различными углами. И величины сил взаимодействия различны для «лобового столкновения» и «столкновения вскользь».
Другими словами, закон хорош в идеализированном варианте, оторванном от жизни. По формулам F = ma (сила равна массе тела умноженной на его ускорение). Исходя из такой логики, при одинаковом ускорении мы бы никогда не смогли сдвинуть предмет с места, если его масса больше, чем у нас.
Однако, посмотрите на «эффект рычага», когда малой массой возможно сдвигать большую массу. Другой пример – «эффект резонанса». Когда солдаты, движущиеся строем в ногу, способны разрушить мост. Механически это «раскачивание». При этом влияние происходит не только на направление движения тела, но и на структуру вещества. Третий пример – капля воды в поговорке «вода точит камень не силой, а частотой попадания».
Рассмотрим задачу. Пуля, выпущенная из автомата АК-47, имеет скорость 715 м/с и массу около 8 грамм. Вторым взаимодействующим телом будет стальная пластина. Она не движется, ее скорость ноль м/с. Масса – 10 кг. Будут ли силы взаимодействия этих тел равными и противоположными?
Противоположными - только в крайне редком случае. Если пуля столкнется с пластиной под абсолютно прямым углом. В ином случае мы имеем дело с векторным распределением сил. Не равны, так как скорость пластины равна нулю, следовательно, и сила условно равна нулю.
В задаче имеются «тонкости». Для правильного решения данных недостаточно. Например, расстояние между взаимодействующими телами. Пуля при движении в атмосфере теряет «убойную силу». В условиях силы притяжения Земли нужны баллистические данные, чтобы выяснить угол входа пули в цель. Диаметр кончика пули, поскольку сила взаимодействия будет зависеть от площади соприкоснувшихся поверхностей.
Приведем пример того, как одна и та же величина при изменении частоты меняет соотношения сил. И масса та же, и ускорение, а про "частоту взаимодействия" в формуле ничего не говорилось. Вы знаете, что Суворов в свое время сделал «пулемет»? А это было в 1700-х. В то время на заряжение оружия много уходило времени. Решение простое: выходит первый взвод – стреляет – отходит. Подходит следующий взвод – стреляет - отходит. Так в течении 4-5 тактов. Пока одни отстрелялись и перезаряживаются – стреляют другие. Войска так высотки брали, когда пули свистят и такая плотность огня. Одна из причин, почему брали малым числом большие цели.
Третий закон Ньютона очень умозрителен. Сила действия очень часто не равна силе противодействия. Ни математически, ни физически, ни исторически. Казалось бы, равенство проистекает из закона сохранения энергии – но этого не происходит. Закон сохранения энергии выполняется только для замкнутых систем. На практике мы редко встречаем замкнутые системы. Таким образом "всемирное равенство" всегда условно, вычисляется с заданной погрешностью; люди "равны" только если их "усреднить" (смотрите "усреднение труда" как часть известной экономической теории). Как можно сравнивать руководителя организации и самого рядового, почти заштатного сотрудника? Какое может быть "равенство" в иерархиях! Естественно, и зарплаты разные. И попробуйте пожалуйтесь на своего "непосредственного начальника"! Сразу обнаружите, что сила действия неравна силе противодействия.
Нам говорят с телеэкранов о "равенстве перед законом", при этом умалчивают, что существуют категории (!) НЕПОДСУДНЫХ граждан. Например, душевнобольные. Получается "я поджигатель и убийца, но мне ничего за это не будет". Затем - несовершеннолетние. "Да, я лидер организованной преступной группировки, о наших зверствах вся страна знает, но... мне почти ничего за это не будет". Затем судьи. "Да, я нарушил закон, но меня не будут рассматривать в обычном суде". И другие категории "граждан-не-как-все". Есть обычные, как это называют, "правила игры" (ничего себе "игрушки"!) и - исключения из правил.
Как можно говорить о "равенстве"? Законодательно зафиксировано, что есть "все", а "это нога у кого надо нога"!
Считаете, все граждане "одинаковы"? Для доказательной базы в суде отпечатки пальцев - предмет строго индивидуальный, не как у всех.
Такие же проблемы существуют и в международных отношениях. На отдельных территориях отдельные страны могут показать такое превосходство «силы действия», что «силы противодействия» не могут этому противостоять.
Яркий пример: атака США городов Хиросима и Нагасаки. Когда вооруженные силы США сбросили на два города Японии атомные боеголовки. Единственный (пока что) такой случай за всю историю человечества. За два дня погибло более 150 000 человек.
Таким образом, третий закон Ньютона, к сожалению, в ряде случаев не оправдывает наших надежд.
